[인쇄계2019.08] 한국코닥, 잉크젯 시장 동향 및 코닥 잉크젯 기술 관련 기자 간담회 개최

(좌측부터) 한국코닥 최태성 이사, 코닥 엔터프라이즈 잉크젯 시스템 사업부 윌 맨스필드 이사

한국코닥㈜(대표이사 변영진/www.kodak.com)은 지난 7월 9일 한국코닥 회의실에서 잉크젯 시장 동향 및 코닥 잉크젯 기술 관련 기자 간담회를 개최했다.

이번 간담회는 이스트만 코닥 컴퍼니 엔터프라이즈 잉크젯 시스템 사업부에서 월드와이드 프로덕트 마케팅과 전체 카테고리, 아태지역 세일즈 마케팅 업무를 담당하고 있는 윌 맨스필드(Will Mansfield)이사의 방한으로 이루어졌으며 한국코닥엔터프라이즈 잉크젯 시스템 사업본부에서 영업, 마케팅 업무를 담당하고 있는 최태성 이사가 동석한 가운데 진행되었다.

2시간 여 가까이 진행된 이날 간담회에서 최태성 이사는, “하이엔드 마켓에 집중하고 있는 코닥은 연간 프린트 볼륨으로 볼 때 가장 큰 잉크젯 시장을 가지고 있다고 말할 수 있으며 특히 DM, 출판, 신문 시장에서 코닥 잉크젯 기술이 적용된 인쇄물의 페이지량은 전세계적으로 가장 높다”고 하면서, “코닥은 drupa 2020을 기점으로, 하이엔드 마켓에서 보다 폭넓은 시장에 적용될 수 있는 잉크젯 기술과 프레스를 선보이기 위해 집중을 하고 있다”고 말했다. 이어, “잉크젯 헤드 기술의 지속적인 발전 외에도 잉크 기술을 발전시켜 온 코닥은, 다양한 친환경적인 수성잉크의 자체 개발 뿐 아니라 이를 각 어플리케이션들에서의 인쇄표면을  최적화 할 수 있도록 자체 코팅액을 개발해 왔다. 특히 빠르게 변화, 성장하고 있는 패키징 시장에서 코닥의 식품간접 접촉법에 준하는 친환경적인 잉크젯 기술을 통해 보다 계속적으로 많은 브랜드 오너들이 경쟁력을 갖추며 소비자 트랜드를 리드 할 수 있는 패키징 툴이 될 수 있도록 노력해 나아 갈 것”이라고 강조했다. 다음은 이날 간담회에서 이야기된 내용들을 정리한 것이다.

잉크젯 시장과 어플리케이션 확장을 위해 발전을 이어가고 있는 코닥 잉크젯 테크놀러지

1990년대 중반까지 이어졌던 1세대는 흑백 트랜잭션과 다이렉트 메일, 주소 등에 120dpi해상도로 잉크젯 기술이 적용되었는데 당시에는 꽤 괜찮은 해상도라고 평가 받았다. 2000년대 초반까지 이어진 2세대는 컬러 트랙잭션과 신문, 트랜스프로모 등에 300dpi로 적용되었다. 1990년 후반까지 300dpi 해상도가 한국내에 들어와 있어 즉석복권부터 프로모션 빌지 같은 곳에 적용되었으며 2000년대 초반까지 해외에서는 신문 분야에도 2세대 기술이 적용되었다. 현재 국내에서 2세대 잉크젯 기술이 적용된 버사마크 D 시리즈와 같이 20년이 넘은 제품들을 계속적으로 헤드에 대한 리퍼비시 서비스를 받으면서 사용하고 있다. 2세대까지는 Dye-based Ink를 썼는데 원가적인 측면에서는 괜찮았지만 품질에 대한 개선 여지가 있었다.

스트림(STREAM) 기술 방식을 사용한 3세대 잉크젯 기술은 코닥 프로스퍼 S시리즈를 통해서 DM과 책, 신문 등에 적용되었다. 3세대 잉크젯 기술은 오프셋과 품질로 경쟁하기 위해 시장에 나왔으며, 이제 어플리케이션마다 다르지만 오프셋에 근접하게 가고 있다. 

drupa 2016에서 코닥은 4세대 잉크젯 기술인 울트라스트림을 발표하고 그 기술을 탑재한 장비들을 시연했다. 내년 drupa 2020에서는 상용화된 장비를 선보일 예정이다.

코닥의 잉크젯 기술은 시장에 처음 선보인 이후 오랜 기간이 지나도 사용 중에 있다. 2세대 잉크젯 버사마크 D시리즈는 20여 년이 되어가고 있는 지금까지 세계 시장에서 5,000대 이상이 여전히 사용되고 있다. 기술의 진보는 계속되고 있지만 2, 3세대 기술도 계속 사용되고 있다.

코닥은 잉크젯 시장과 관련 어플리케이션 확장을 위해 잉크젯 기술 연구 발전시키고 있다. 

코닥의 많은 고객들은 버사마크 제품을 통해 수익을 내고 있고, 프로스퍼는 성장하고 있는 패키징과 디엠시장 등에서 사용되고 있다.

4세대 잉크젯 기술인 울트라스트림은 3세대 기술과 동시에 발전될 것이다. 

패키징 시장과 라벨 분야, 고품질을 원하는 매거진이나 카탈로그, 홈 데코 시장분야로 진입할 예정이다.

코닥은 현재 연속방식의 잉크젯 기술을 발명했으며 이에 대한 특허를 가지고 있고, 이 기술을 적용하기 위한 모든 컬러매니지먼트나 워크플로우를 자체 개발했으며, 여기에 적용되는 잉크와 플루이드를 개발해서 보유하고 있다.

코닥은 연속방식의 잉크젯 기술과 관련 700여 개의 특허를 보유하고 있으며 잉크와 미디어 관련 특허도 다수 보유하고 있다.

코닥이 연속 방식 잉크젯 기술의 연구 개발을 지속하는 이유

DOD(드롭 온 디맨드)기술에는 써멀과 피에조라는 2가지 기술이 있는데 피에조는 챔버를 압에 의해서 방울 분사하는 방식이며, 써멀은 열을 가해 팽창으로 드롭되는 방식이다. 

코닥은 2007, 8년에 데스크탑 잉크젯 장비를 개발했고 이를 통해 DOD(드롭 온 디맨드)기술을 경험할 수 있었다.

데스크탑이나 복사기에서 시작한 DOD 기술은 범용성과 가격 측면 등에서 많은 장점을 가지고 있다. 여러 회사의 헤드들이 이렇게 발전되었다.

디오디 헤드는 작아서 모듈형태로 근접하게 붙여서 확장할 수 있는 장점이 있는데 피에조나 써멀 방식에서는 잉크젯 노즐이 닳는다는 단점이 있다. 노즐이 닳게 되면 잉크젯 방울 분사의 균일성을 잃어버린다. 

디오디 헤드들의 특성 때문에 필요한 잉크들이 쓰이게 되는데 잉크 안에는 어떤 특성을 가진 물질들이 들어 있어서 비용적으로 높다.

디오디 헤드들은 필요한 만큼 필요할 때에 잉크 방울을 하나하나 쏘는 건데 노즐 막힘과 같은 결함이 생기지 않도록 연속 방식은 계속해서 잉크를 쏟아 낸다.

코닥이 50년 이상 지속적으로 연속 방식의 잉크젯 기술을 연구, 개발해 온 이유는 상업인쇄나 패키징 등 고품질을 요구하는 시장에 대응하기 위해서는 연속 방식 기술이 더 유리할 것이라고 보고 있기 때문이다. 

연속 방식 잉크젯 기술에는 2가지 타입이 있는데 하나는 바이브레이션을 쓰는 것이다. 이는 코닥이 2세대부터 해 왔던 버사마크 제품들이고, 3세대 잉크젯 기술은 2가지의 기술이 있다. 똑같이 열을 이용해서 쓰는 건데, 바이너리 에어디플렉션은 공기를 이용해서 방울을 쓸 것과 안 쓸것으로 나눈다.

4세대 잉크젯 울트라스트림 기술에서는 정전기를 이용해서 하나는 쓰고 다른 건 쓰지 않는 방식이다.

상업 인쇄 분야와 출판, 패키징까지 봤을 때 코닥은 궁극적으로 오프셋과 플렉소, 그라비어 가운데 어떤 인쇄방식을 적용하더라도 잉크 도포량이 많은 쪽으로 움직일 때 비즈니스적인 측면에서 보면, 연속 방식의 잉크젯 기술이 적용되어야 된다고 생각하고 있다.

특히 간헐적으로 디지털 인쇄작업을 진행할 때가 아니라 전체적인 작업 볼륨이 넘어갈 때는 연속 방식의 잉크젯 기술이 적합하다고 보고 연구 개발을 진행하고 있는 것이다.

코닥 잉크젯 기술이 내부적으로 적용되고 있는 방법 

연속 방식의 코닥 3세대 잉크젯 기술에서 싱글 어레이는 헤드 배열이 한 열로 되어 있다는 것으로 한 열로 빠르게 잉크 방울을 드롭해서 분당 900m까지 실제 작업을 진행할 수 있다.

▲ 노즐과 히터를 확대한 모습

코닥 헤드의 실리콘으로 만들어진 노즐을 보면 노즐 자체 옆 부분이 히터로 둘러싸여 있는데 히터의 역할은 4도 정도의 열 변화를 줘서 노즐이 온도 변화의 영향을 받아 펄스가 움직이면서 열을 가하면 떨어지면서 펄스에 의해서 실질적으로 간격이 벌어지고 잉크 방울의 드롭이 생기게 되는 것이다.

잉크 드롭이 정확하게 원을 그리고 있고 그 부분을 유지하고 있는 것을 볼 수 있다. 잉크를 떨궜을 때 디오디는 50배 정도의 열이 가해지는데 그것으로 인해서 방울 모양이 바뀐다 

방울 모양을 원형으로 정확하게 유지시키고 일관적으로 떨어지게 하는 것이 연속 방식의 잉크젯 기술이다. 

코닥 스트림 방식의 헤드 내부 안쪽을 확대해 보면, 실제 확대해 보면 두 가지의 잉크 드롭이 보여 진다. 

큰 방울과 작은 방울 있는데 큰 방울은 떨어지면서 지나가는 인쇄될 부분에 떨어지는 것이고 인쇄가 되지 않는 부분은 방울이 안 떨어져야 되는데 공기, 바람에 의해서 재활용 된다. 동일한 잉크방울을 계속 만들기 위해서는 코닥은 압을 위한 스퀴즈나 열에 의한 스퀴즈를 하지 않고, 방울을 떨구는 방법이 모양을 지키는 것이며 이것이 실제로 루페로 봐도 잉크 방울 모양이 그대로 유지가 된다. 이렇게 방울 모양을 유지시키는 것이 인쇄 품질과도 직결되는 부분이다. 밑으로 떨어지는 작은 잉크 방울은 버려지는 것이 아니고 잉크탱크로 들어가고 재사용이 된다.

코닥에서 시장에 계속적으로 강조하는 것은 코닥은 생산성 부분, 스피드를 올리기 위해서 연속 방식의 잉크젯 기술을 사용하고 두 번째는 디오디헤드에 맞는 잉크개발을 해서 정확한 잉크를 통해서 잉크젯 헤드 노즐에 문제가 생기는 것을 최소화 하는 것이 목적이다 

잉크젯 기술 중에 잉크 기술이 중요한데, 잉크 안에 또 다른 습윤제와 같은 케미컬이 들어있어 잉크 비용이 높아지는데, 이 때문에 전체적인 원가구조가 높아지게 된다.

디오디 헤드를 사용하는데 있어 가장 중요한 것은 헤드의 노즐이 건조되어 막히는 것을 방지하는 것이다. 건조를 막기 위해서는 잉크 안에 건조되지 않는 안티드라이라는 에이전트 케미컬을 함유해야 한다. 이는 습윤제를 가리키는 것인데, 잉크 자체가 건조하지 않도록하는 성분이 들어있는 것이다. 결국 이로 인해서 프린트 했을 때 빠른 건조가 되어야 하는데 그렇지 못한 상황이 오게 되고, 특히 코팅용지나 필름은 더욱 건조가 쉽지 않게 된다. 코닥 프로스퍼는 잉크에 이러한 케미칼이 거의 포함되어 있지 않아서 작업 스피드를 높게 올릴 수 있다.

보다 높은 인쇄품질 구현을 위한 코닥의 자체 잉크 제조 기술

코닥은 나노기술을 이용해서 나노입자에 피크먼트 잉크를 개발했다 

모든 피그먼트를 만드는 기술은 산업적으로 보면 3가지 밀링하는 기술이 적용되고 있다.

피그먼트를 갈아서 세밀하게 나노 단위로 만들어야 되는데 얼마나 균일하게 하느냐가 중요하다. 

코닥은 세라믹이나 메탈을 사용하지 않고 자체적으로 부식되거나 부러지지 않는 폴리메딕이라는 마이크로 미디어에 적용하는 밀링기술을 개발, 사용하고 있다.

코닥 자체 밀링기술을 이용해서 만들어진 입자들의 크기들을 보면 다른 밀링기술과는 달리 100나노미터 아래로 형성되어 있으며 대부분 입자사이즈가 50나노미터 밑으로 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 

[좌] 코닥 잉크 - 입자가 작고 간격이 좁음 [우] 기존 잉크 - 입자가 크고 간격이 넓음

전체적인 입자분포도가 사이즈도 작고 간격이 좁다. 이런 부분들은 빛을 반사하는데 영향을 주어 컬러를 정확하게 표현하는데 있어 영향을 주게 된다. 

입자 사이즈가 크고 간격이 넓어지게 되면 동일한 빛을 반사시켜도 그대로 유지가 되어서 빛이 반사되는 것이 아니라 산란하게 퍼지게 된다. 난반사로 인해서 색 영역을 정확하게 표현하기 어렵게 되는 것이다. 

실질적으로 잉크의 입자가 적으면 빛을 정확하게 반사하기 때문에 컬러 품질에 영향을 주고 잉크 사용량이 적어져 원가구조가 낮아지고 잉크 분사 속도를 더 빠르게 할 수 있다. 즉 분사 속도와 컬러품질이 궁극적으로 잉크와 연관되어 있다는 것이다.

코닥 자체 기술로 제조된 잉크는 보다 넓은 컬러 영역을 표현할 수 있으며 4 컬러 프로세스에서 90%이상 팬톤 컬러 매칭을 할 수 있다. 나노 입자로 잉크 량을 컨트롤하고 원가 구조를 낮출 수 있기 때문에 인쇄작업에 있어 작업 단가를 줄일 수 있다.

코닥은 디오디 기술에 대해 충분히 알고 있지만 인쇄 산업의 향후 방향성 측면에서 봤을 때 디오디 기술만 가지고는 안된다고 생각하기 떄문에 독자적으로 연속 방식의 잉크젯 기술을 발전시켜 나가고 있다.

코닥이 3, 4세대 울트라스트림 잉크젯 기술을 개발하는 것은 분당 150~200m의 속도로 플라스틱이나 종이, 랩핑페이퍼와 같은 볼륨이 많은 물량들이 인쇄 품질적인 부분과 생산성, 원가적인 부분이 같이 만족될 수 있어야만 잉크젯을 통해 디지털로 전환될 수 있다고 믿기 때문이다.